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

Význam biomasy pro energii

Jaroslav Váňa

Hlavní význam biomasy jako obnovitelného zdroje energie je environmentální. Spočívá především v omezování dysfunkcí energetického systému založeného na spalování fosilních paliv. Spalováním uhlí, ropy a zemního plynu se do ovzduší uvolňuje oxid uhličitý, který patří kvantitativně mezi nejvýznamnější skleníkové plyny, omezující vyzařování tepla zeměkoulí do kosmu.

Antropogenní skleníkový efekt se v průběhu industriálního období zvýšil o 25% a zapříčinil nástup globální klimatické změny, která se projevuje táním ledovců v Antarktidě a efektem el Niňo, který každoročně stupňuje intenzitu tropických cyklónů, přívalových dešťů a dlouhodobých přísušků. Se zvyšováním teploty na zeměkouli je spojeno zvyšování hladiny moří, snižování schopnosti oceánu absorbovat oxid uhličitý a teplo, nastupující změna intenzity a směru mořských proudů, snížení odrazitelnosti slunečních paprsků (albedo), úbytek mořského ledu a druhová změna flóry a fauny v polárních oblastech. Existuje oprávněná hypotéza, že oteplování spodních vrstev atmosféry napomáhá úbytku stratosférického ozónu.

Podíl České republiky na této globální dysfunkci je 0,67% a zdánlivě není významný (tab.č.1). S ohledem na téměř nejvyšší emise oxidu uhličitého na 1 obyvatele ve srovnání s dalšími evropskými státy je možno konstatovat, že energetický systém v České republice je životnímu prostředí nebezpečný a extrémně vysoké emise oxidu uhličitého neodpovídají národnímu produktu a životní úrovni obyvatel a jsou důsledkem neefektivního využívání přímých i nepřímých energií. Je nezbytné, aby energetická koncepce ČR se více zaměřila na využívání energií přirozených energetických toků. Vzhledem k omezujícím místním podmínkám pro vyšší využití vodní, větrné, geotermické a solární energie předpokládáme, že energetické využití biomasy rostlin je v ČR prioritou s vysokým potenciálem rozvoje dosahujícím až 200 PJ ročně. Rozvoj fytoenergetiky v ČR a s ním spojená substituce fosilních paliv biopalivy může náš podíl na antropogenním skleníkovém efektu snížit až o 18%, tj. na roční emisi cca 11,8 t na 1 obyvatele.

Omezení nástupu klimatické změny je hlavním důvodem energetického využití biomasy. Substituce hnědého uhlí biomasou nám sníží problém emisí oxidu siřičitého, uhlovodíků a depozice těžkých kovů, čímž se omezí kontaminace zemědělské půdy, rostlin i potravního řetězce. Tato substituce odstraní problém s popelnatými odpady. Popeloviny ze spalování fytomasy je možné používat za draselno - fosforečné hnojivo. Omezení těžby uhlí představuje minimalizaci emise dalšího skleníkového plynu metanu, jehož únik doprovází těžbu.

Fytoenergetika přináší ještě řadu dalších pozitivních externalit. Zazelenění krajiny pěstováním energetických rostlin nejen podstatně zlepšuje životní prostředí, ale zároveň má zeleň vliv na filtrování a odprášení vzduchu. Pěstování energetických rostlin bude omezovat erozi půdy a transfer nitrátů do vod.

Tabulka č. 1

Emise oxidu uhličitého v České republice ve srovnání s dalšími zeměmi.

Energetické rostliny a agrární politika

Stávající agrární politika se vyznačuje útlumem potravinářské produkce. Při tom se stává 0,5 - 1 mil. ha zemědělské půdy nadbytečným. Tento problém je řešen v marginálních oblastech dotačním zatravňováním orné půdy. Tato půda by mohla být využívána k pěstování energetické fytomasy a energeticky je možno využít řadu dalších vedlejších produktů a odpadů, jak z rostlinné, tak i z živočišné výroby. Navodit pěstování energetické fytomasy může jen vhodně volená dotační politika a pochopitelně trh s energetickou fytomasou. Pro rozvoj fytoenergetiky by bylo účelné nahradit neprůhledné dotace na údržbu zemědělské krajiny dotačními tituly na zakládání a obhospodařování fytoenergetických plantáží. Tím vznikne nová pracovní náplň pro zemědělce v marginálních oblastech a omezí se vylidňování venkovských obcí.

Ekonomický význam biomasy

Ekonomický význam substituce fosilních paliv stoupá se zdražováním cen energií a energetických nosičů. I po provedených deregulacích cen je možno konstatovat, že ceny fosilních energií stále nevystihují jejich neobnovitelnost. Provedené zvyšování cen energií motivuje fytoenergetiku jen nepřímo a nezajišťuje finanční prostředky pro její rozvoj. Toto zdražování navyšuje zisky uhelných a energetických společností a spotřební daně na motorová paliva zaplňují prázdné místo ve státním rozpočtu. Pro rozvoj fytoenergetiky by bylo účelnější zavedení ekologických daní, z nichž se ve státech EU nejvíc osvědčila daň uhlíková. Z výtěžku těchto daní je možno podporovat zakládání plantáží energetických rostlin, budování a provoz fytoenergetických zařízení. EU předpokládá během pěti let zdanit veškeré fosilní paliva částkou 260 ECU na 1 t ropného ekvivalentu. Z výnosů této daně by měla být zavedena podpora pro pěstování energetických rostlin, která by měla být o 70 ECU . ha^-1 vyšší než jsou stávající dotace EU při pěstování obilovin. Navíc při zakládání plantáží energetických rostlin by nenávratnou dotací mělo být hrazeno 50% nákladů.

Očekávané příjmy rozvoje fytoenergetiky jsou i v oblasti národohospodářské. Vyšším energetickým využitím fytomasy dojde ke snížení závislosti státu na dovozu ropy a zemního plynu. Dílčí cíl rozvoje fytoenergetiky v nejbližších deseti letech, který vytyčil AE Biom na úrovni 125 PJ bioenergií, představuje 60 000 nových pracovních příležitostí, z toho 36 000 při pěstování fytomasy a zpracování fytopaliv, zbytek při výrobě, instalaci a provozu spalovacích zařízení. Rozvoj fytoenergetiky může výrazně zlepšit sociální klima právě v okresech s vysokou nezaměstnaností.

Strategie rozvoje fytoenergetiky

Při zavádění fytoenergetiky je hlavním cílem omezení antropogenního skleníkového efektu. Z tab. č. 2 vyplývá, že z tohoto hlediska je nejvyšší efekt při substituci hnědého energetického severočeského uhlí a nejnižší efekt u substituce zemního plynu fytomasou.

Tabulka č. 2. Emise oxidu uhličitého při spalování fosilních paliv

* t CO₂ / 1000 m³

Z ekologického hlediska je třeba uvažovat též poměr vstupů a výstupu energie u jednotlivých fytopaliv (tab.č. 3). Příprava fytopaliv včetně sklizně, dosoušení a transportu je zpravidla pracnější než při získávání fosilních paliv. Provoz fytoenergetických plantáží s vytrvalými rostlinami vyžaduje méně přímých i nepřímých energetických vstupů než pěstování jednoletých energetických rostlin. Předpokladem ekologického i energetického efektu jsou vysoké výnosy sušiny fytomasy, které snižují jednotkové energetické vklady. Snižování spotřeby minerálních hnojiv při pěstování energetické fytomasy znamená úsporu nepřímých energií a ekologický přínos úspory emise 6 t oxidu uhličitého na 1 t NPK hnojiv. Další energetické úspory při dosoušení fytopaliv je možné dosáhnout využitím solární energie. Fytoenergetické systémy je třeba projektovat s racionálním transportem fytopaliv při minimalizaci přepravní vzdálenosti.

Tab.3.: Poměr vstupu a výstupu energie při produkci různých fytopaliv

Na samém počátku rozvoje fytoenergetiky je třeba se zaměřit na postupy přímého spalování, při kterých na jednotku vložené energie je možno získat 15 - 19 krát vyšší energetický výstup. Postupy přípravy motorových biopaliv (bionafta, bioetanol) by měly být rozvíjeny s ohledem na vysokou náročnost nepřímých energetických vstupů a s tím spojených investičních nákladů až v druhé etapě. Rozvoj biozplynování fytomasy by měl být řešen ve spojitosti s ekologickými způsoby zneškodňování biodegradabilních odpadů budováním svozových bioplynových stanic na úrovni větších střediskových obcí.

Na základě zahraničních zkušeností je třeba uvažovat již v první etapě rozvoje fytoenergetiky o kogenerační výrobě elektrické energie a tepla, která navyšuje ekologický i energetický efekt. Pro tento systém je však třeba vytvořit vhodné legislativní opatření na trhu s elektrickou energií, zejména v oblasti cenových tarifů. S výjimkou kogeneračních využití bioplynu nejsou v České republice systémy kogeneračního využití fytomasy realizovány. V současné době je první zařízení na bázi atmosférického fluidního zplyňovacího generátoru uvedeno do provozu ve Skotnici.

Taktika při rozvoji fytoenergetiky

Rozvoj fytoenergetiky je nejvyšší ve státech EU, kde je pozitivní přístup vlády k využívání obnovitelných energetických zdrojů (Finsko, Švédsko, Rakousko, Irsko). Původní impuls tohoto rozvoje nevyplývá z osvícenosti politiků, ale z nevládních organizací na úrovni občanských sdružení, které informují další občany o nebezpečnosti antropogenního skleníkového efektu a nástupu klimatických změn a vytvářejí tlak na správní a legislativní orgány. Role státu při zavádění fytoenergetiky je nezastupitelná, neboť stát má k dispozici nástroje legislativní, daňové a subvenční. Hlavní důvod zavádění fytoenergetiky - omezení antropogenního skleníkového efektu nemá dostatečnou prioritu mezi občany, neboť jeho katastrofální účinek bude postihovat až následující generace. Proto fytoenergetika nemá důležité místo ve volebních programech. V České republice navíc brání řešení globálních světových problémů “liberální” politici, kteří ekologickým aktivistům vytýkají, že svobodě jednotlivců předsazují řešení ekologických problémů. Ekologové v České republice jsou považováni za subjekty, kteří si (neoprávněně) myslí, že vědí lépe než ostatní lidé, co je dobré a co není a razí agresivní hesla typu “Země na prvním místě” (Václav Klaus v článku “Proč nejsem sociálním demokratem”). Z těchto názorů je možno vysvětlit proč našemu sdružení je ze strany státu poskytována jen formální podpora, neumožňující rozsáhlejší informační kampaně a zároveň proč se finanční prostředky ve veřejné soutěži ministerstva životního prostředí původně věnované problematice fytoenergetiky rozplynuly do neznáma.

CZ Biom by v následujícím roce se měl snažit i přes nepříznivý přístup státních orgánů zmobilizovat a zkoordinovat subjekty občanské společnosti s vyšší mírou ekologického cítění a rovněž získat maximální podporu Evropského sdružení pro biomasu (AE Biom) k pokračování v intensivnější informační kampani pro veřejnost a s podporou veřejnosti vytvářet tlak na státní orgány k vytvoření nástrojů pro rozvoj fytoenergetiky. Při absenci státní podpory pro aktivity CZ Biom je třeba hledat finanční prostředky pro činnost u podnikatelských subjektů, kteří v oblasti fytoenergetiky profitují, a v grantových projektech českých i zahraničních.

Závěr

Přesto, že americké naftařské a uhelné koncerny vynaložily na zpochybnění teorie globálního oteplování Země a nástupu klimatických změn desítky milionů dolarů, věrohodnost matematických modelů ze 70tých let o globálním rozvoji světa podle Římského klubu se vyvrátit nepodařilo. Na základě těchto modelů je nutno energetickou spotřebu fosilních energií na zeměkouli omezit na 1% celkového slunečního příkonu na povrchu Země a to do roku 2030. Tato spotřeba již od počátku průmyslového období probíhá podle exponenciální funkce, z které je možno usuzovat na termoemisní devastaci planety již v následujícím století. Zatím je využívání energií přirozených toků a omezení plýtváním přímých i nepřímých energií reálným řešením omezení budoucí katastrofy. Samolibost politiků a jejich odpor ke změnám způsobily, že rozměr dysfunkce je na hranici únosnosti úspěšného zákroku a cenu za zpoždění, která bude neuvěřitelně vysoká, zaplatí následující generace. Z tohoto hlediska je nutno posuzovat i nezbytnost rozvoje fytoenergetiky.