Vzhledem k blížící se vyčerpanosti klasických zdrojů energie jako je uhlí, ropa, zemní plyn, je kromě sluneční, větrné, vodní a jaderné energie pozornost zaměřena na tzv. biomasu. Biomasa představuje relativně nejlevnější a největší část  z celkového potenciálu využití obnovitelných zdrojů energie v ČR, a proto její podíl dosahuje 75 % na celkové produkci energie z obnovitelných zdrojů. Biomasa spolu s bioplynem, kapalnými biopalivy a biologicky rozložitelnou složkou komunálních odpadů (tj. biopaliva celkem) dokonce dosahuje 85-88 %  podílu na energie z obnovitelných zdrojů.

Biomasa je souhrn látek tvořících těla všech živých organismů, jak rostlin, bakterií, sinic a hub, tak i živočichů. Tímto pojmem často označujeme rostlinnou biomasu využitelnou pro energetické účely. Energie biomasy má svůj prapůvod ve slunečním záření a fotosyntéze, proto se jedná o obnovitelný zdroj energie.

Celková hmotnost biomasy je obvykle stanovena vážením, popřípadě též odhadem z objemu nebo délky těla. U čerstvě nalovených organismů je stanovena živá nebo čerstvá biomasa. Přesnější je stanovení biomasy suché (sušiny) a sušiny bez popelovin. Energetická hodnota biomasy je stanovena buď spálením v joulometru, nebo na základě podílu proteinů, cukrů a tuků.

Hlavní typy zdrojů biomasy

* lesnický průmysl - rychlerostoucí dřeviny (topol, vrba, blahovičník)
* rychlerostoucí rostliny (energetický šťovík)
* cukerné plodiny (cukrová řepa a třtina, čirok, jeruzalémský artyčok, cukrové proso)
* škrobové plodiny (kukuřice, pšenice, ječmen)
* olejové plodiny (řepka, slunečnice)
* dřevní odpady (lesní odpad, odpad z dřevozpracujícího a stavebního průmyslu)
* zemědělské oodpady a zbytky (sláma, hnůj atd.)
* organické složky komunálního odpadu
* odpad z čistíren odpadních vod
* průmyslový odpad (např. z potavinářského a papírenského průmyslu)

Biomasu jako obnovitelný zdroj surovin a energie lze rozdělit dle způsobu získání do dvou základních kategorií:

1. odpadní

využití odpadů z rozličných odvětví hospodářské činnosti, především ze zemědělské, potravinářské a lesní výroby

2. vyprodukovanou
cílená produkce a využití biomasy  jako výsledek výrobní činnosti. Základními společnými vlastnostmi různých druhů biomasy jsou vysoký obsah organických látek, tj. sloučenin na osnově uhlovodíků a v čerstvém stavu i vody - nosném médiu života. Největším producentem vyprodukované a odpadní biomasy je zemědělství spolu s lesnictvím.

Evropská agentura pro životní prostředí ve studii z roku 2006 stanovila tzv. evropský potenciál biomasy, který by respektoval ochranu biologické rozmanitosti a vedl jen k minimu nepříznivých dopadů. V roce 2030 by mohlo být asi 15 % energetické poptávky v Evropské unii pokryto energií vyrobenou ze zemědělských, lesnických a odpadních produktů z čistě evropských zdrojů. Do roku 2030 by mohlo asi 18 % tepla, 12,5 % elektřiny a 5,4 % paliva pro dopravu pocházet z biomasy evropského původu.

Biomasa byla v Evropě hojně používána před rokem 1850, nicméně potom přišla průmyslová revoluce a počet obyvatel se zvýšil na desítky miliónů a biomasa se ukázala jako nedostačující.




MIKROŘASY

Mikrořasy jsou jednobuněčné organismy, jejichž fotosyntetický proces je podobný vyšším rostlinám. Díky jednoduché buněčné struktuře a růstu ve vodním prostředí, kde mají optimální přístup k vodě, CO2 a výživě, jsou v homogenních, dobře míchaných masových vodních kulturách obecně daleko efektivnější při přeměně sluneční energie na biomasu než vyšší rostliny. Mají také výhodu velmi rychlých reprodukčních cyklů, větší toleranci k vysoké ozářenosti a vyšší účinnost přeměny energie na biomasu díky malým nárokům na vedlejší metabolické funkce.

V současnosti se kultury mikrořas využívají např. jako doplněk lidské zdravé výživy, v akvakulturách vodních živočichů (ryby, korýši, měkkýši), případně pro zlepšení vlastností půdy či při bioremediacích.Mikrořasy představují vhodné producenty biomasy, protože některé akvatické kmeny mají ve srovnání s rostlinami o řád vyšší účinnost přeměny solární energie a fixace CO2 na biomasu.
Hlavním problémem jejich nevyužívání jsou vysoké produkční náklady biomasy, které způsobuje především nízká produktivita, nedostatečná technická vyspělost kultivačních zařízení, vysoké provozní náklady (energie na provoz – elektřina, teplo) a cena vstupních surovin (voda, CO2 jako zdroj uhlíku, živiny – fosfáty, dusičnany, železnaté soli a další).

Snížení nákladů na produkci biomasy v masových kulturách je možné dosáhnout:

1. U rychle rostoucích kmenů mikrořas využitím „odpadní“ energie některých průmyslových zařízení (elektrárny, spalovny), které mohou být též zdrojem „levného“ odpadního CO2, případně i nutrietů.

2. Vývojem uzavřených kultivačních systémů – mikrořasových fotobioreaktorů směřujících k vysoce produkčním systémům. U polních plodin i akvatických mikrořas se v současnosti dosahuje výtěžků 1–2 g biomasy na m2 za hodinu. Předpokládá se však, že ve výkonných produkčních systémech mikrořas bude možné dosáhnout výtěžků až o řád vyšších – kolem 100 g biomasy na m2 za hodinu. Toho lze docílit v účelně navržených kultivačních systémech za použití pulzního režimu světla (vysoce účinné fotovoltaické články napájející světelné diody) v oblasti obratu fotosyntetického aparátu (v řádu mikrosekund), využitím transgenních kmenů s malou světlosběrnou anténou, která zvýší účinnost přeměny energie na biomasu při pěstování husté kultury v tenké „optické“ vrstvě suspenze.

RYCHLE ROSTOUCÍ DŘEVINY

Rychle rostoucí dřeviny hlavně topol, vrba, blahovičník jsou ve světě pěstovány „plantážnickým“ způsobem na více než 8 mil. ha, a to převážně na zemědělské půdě. V posledních třiceti letech se zejména pod vlivem nedostatku fosilních paliv vytvořil nový způsob jejich pěstování pro produkci energeticky využitelné dřevní suroviny - tzv. výmladkové plantáže  (short rotation coppice). RRD jsou řazeny mezi lignocelulózní energetické plodiny tzv. 2. generace, které mají oproti 1. generaci (např. řepka, obilí)  výrazně lepší energetický zisk (poměr vložené a získané energie). V Evropě, kde byl tento způsob pěstování vytvořen, se dnes pěstuje více než 20 000 ha. V Česku bylo doposud vysazeno přes 200 ha výmladkových plantáží a 25 ha matečnic (pro produkci sadebního materiálu). Topolových lignikultur resp. silvikultur (na lesní půdě) je u nás asi 10 000 ha. Ty byly zakládány převážně v 50. letech minulého století pro produkci užitkového dřeva (nábytek, celulóza, sirky).

Ve výmladkových plantážích severní části Evropy se pěstují převážně vrby (15 000 ha) a v jižní Evropě hlavně topoly (5000 ha). Podle výsledků testování má Česká republika poměrně vhodné podmínky pro pěstování topolů i vrb, i když zatím dosti převažuje pěstování jednoho klonu topolů (tzv. japan). Vhodné jsou zejména půdy s vyšší hladinou spodní vody a nebo oblasti s roční sumou srážek nad 550 mm do nadmořské výšky 600 m.n.m. Důvodem současné relativně malé pěstební plochy výmladkových plantáží u nás byly zejména administrativní bariéry vyplývající z nejednoznačnosti rezortních politik a dotací na zakládání a pěstování.

KONOPÍ

Konopí patřilo vždy k významným hospodářským plodinám lidstva všech kontinentů až do poloviny 20. století. Pro hospodářské účely se přitom pěstovaly a šlechtily odrůdy Cannabis sativa (konopí seté) s až 5 metrů dlouhým, štíhlým, málo větveným stonkem. V polovině 80. let se podařilo vyšlechtit odrůdy konopí setého s takřka nulovým obsahem THC. Tyto odrůdy, u nás nazývané technické konopí, dostali počátkem 90. let zelenou v celé Evropě i v dalších průmyslově vyspělých zemích. Na česká pole se konopí seté vrátilo v roce 1999. 

Pazdeří se s oblibou lisuje do briket a pelet pro spalování v kotlích na biomasu.Z ekonomického a ekologického srovnání ale vychází tento způsob využití jako nejméně výhodný. Zvláště, pokud si uvědomíme, že pazdeří může být využito pro výrobu papíru „klasickou“ dřevnou technologií. Výnos hmoty z hektaru konopí je v tomto případě oproti lesu 4násobný! Pro pazdeří hovoří také nižší obsah ligninu, a tedy méně chemikálií.

Největší výhodou konopí oproti ropě je jeho obnovitelný charakter, úrodu sklízíme každoročně s minimem vložené energie a v zásadě bez chemických postřiků. Jeho pěstování zlepšuje kvalitu půdy, což se projevuje mj. zvýšenými výnosy následných plodin.

Zdroj: Internet

Komentáře (0)

Ukaž/Skryj formulář komentáře