Seminář „BIOENERGIE V EUROREGIONU LABE“20.02.2014 Ústí nad Labem

 

 

Perspektivy pěstování energetických rostlin v regionu Mostecko

  

 Prof. Ing. Jaroslava Vráblíková, CSc.

Doc. Ing. Petr Vráblík, Ph.D.

Obsah

1. Zájmová oblast2. Možnosti využití rekultivovaných ploch pro pěstování biomasy a zdroje využití3. Výsledky závěrečných prací studentů 4. Možnosti energetického využití biomasy

dle Akčního plánu pro biomasu (APB) 2012-2020

SEVEROČESKÁ HNĚDOUHLENÁ PÁNEV

Vývoj Rekultivace a Revitalizace krajiny Mosteckado roku 2050

Rekultivace Celkem % podílzemědělské 1648 24,00lesnické 2550 37,00hydrické 2114 30,00ostatní 665 9,00celkem 6977 100,00

Terénní deprese na ukončené rekultivační akci Slatinice III. Etapa Zahnízděná labuť velká (Cygnus olor) výsypka Slatinice III. etapa

Důl Obránců Míru – Sukcese na východních skrývkových řezech stáří cca 20 let

Možnosti využití rekultivovaných ploch pro pěstování biomasy

Ukončené rekultivace

Plochy pro intenzivní hospodaření

Zemědělský rekultivační cíl:-          orná půda-          trvalý travní porost-          vinice, zahrady, ovocné sady

Lesnický rekultivační cíl-          les hospodářský

Hydrický rekultivační cíl-          rybníky

Ostatní rekultivační cíl-          účelové komunikace-          lesní a polní cesty

Plochy s funkcí ekologickou, stabilizační, ochrannou a rekreační

Zemědělský rekultivační cíl:-          zatravnění

Lesnický rekultivační cíl-          les ochranný-          les zvláštního určení

Hydrický rekultivační cíl-          vodní toky umělé a přírodní-          vodní plochy umělé a přírodní-          zamokřelé plochy

Ostatní rekultivační cíl-          ostatní zeleň

-          sportoviště a rekreační plochy-          účelové komunikace

Možnosti využití rekultivovaných ploch pro pěstování biomasy

Základní zdroje využitelné biomasy, které lze získat z rekultivovaných ploch Mostecka

Zdroje biomasy z ukončených rekultivací Mostecka

záměrně pěstovaná biomasa- obilniny ( zrno )- olejniny ( semeno )- technické a energetické plodiny

( celé rostliny)- rychlerostoucí dřeviny ( štěpka ,

palivové dřevo)- palivové dříví, štěpka

zbytková biomasa- posklizňové zbytky z rostlinné výroby (sláma)- těžební odpad a těžební zbytky s lesnického

hospodaření- biomasa z údržby zeleně a rekreačních ploch

UKONČENÉ REKULTIVACE

druh výměra v ha

lesnické rekultivace 2123,76

zemědělské rekultivace 1510,58

ostatní rekultivace 977,95

sukcesní plochy 67,48

hydrické rekultivace 132,34

Struktura ukončených rekultivací Mostecka

Využití zemědělských rekultivací k pěstování biomasy

• Tradičních zemědělské plodiny• Technické plodiny• Energetické plodiny a RRD

• Produkci obilnin (pšenice) využít pro výrobu bioetanolu

• Produkce řepky olejné (mimo potravinářské využití) k výrobě MEŘO

Druhvýměra v

ha

orná půda 741,48

trvalý travní porost 100,97

zatravnění 668,13

zemědělské rekultivace celkem 1510,58( zdroj: GR 2008 - 2012 )

Využití lesnických rekultivací k produkci biomasyUkončené lesnické rekultivace zaujímají 2123,76 hektarů rekultivované půdy Mostecka.

Výměra lesnických rekultivací ve správě skupiny Czech Coalnázev lesnické rekultivace výměra v ha stáří porostu

VNV plocha 5 A 1 8,84 24Rekultivace Hořanské výsypky 5,70 45OM II. etapa, plocha C 32,00 19Rekultivace vnitřní výsypky lomu Šmeral 9,99 45Malé Březno I. , II. a III. Etapa 43,06 20Lom Most IIl. U pasového dopravníku 16,70 26Rudý sever za kovošrotem 6,70 23Celkem lesnické rekultivace 122,99 ha

(Zdroj: Křen, Czech Coal, a.s.)

Problematika technologie pěstování, sklizně a využití vybraných energetických plodin na Mostecku

Pěstování obilnin a olejnin na rekultivovaných půdách

Využití orné půdy jednotlivými zemědělskými subjekty

název rekultivační akce výměra v ha hospodařící subjekt

Malé Březno IV. Etapa - AGRO 40,26 Integraz, s.r.o.

Slatenická výsypka III. etapa. 2. část - ornice 36,47 Z. Horák

Lěžáky Střimice II. etapa - agro 6,5 Z. Horák

Vršany I. etapa vnitřní výsypka 7,8 F. Havlíček

Vysoké Březno - deponie spraší 22,19 F. Havlíček

DJŠ vnitřní výsypka 10. část 29,31 F. Havlíček

(vypracoval:ing. Křen)

Pěstování olejnin na rekultivovaných půdáchZaznamenané výnosové výsledky řepky olejné

Malé Březno IV. Etapa - AGRO Lěžáky Střimice II. etapa - agroROK 2007 2008výměra 40,24 6,5plodina řepka ozimá řepka ozimáodrůda Viking DECATHLON výnos zrna (t/ha ) 2,7 3,5

Integraz, s.r.o. Z. Horák

Ekonomické hodnocení pěstování vybraných energetických plodin na rekultivovaných půdách

Tabulka: Ekonomické vyhodnocení pěstování olejnin na rekultivovaných půdách

Malé Březno IV. Etapa - AGRO Lěžáky Střimice II. etapa - agro

Integras, s.r.o. rok 2007 Z.Horák r.2009

výměra 40,24 6,5

plodina řepka ozimá Řepka ozimá

odrůda Viking DECATHLON

výnos zrna (t/ha ) 2,7 3,5

Celkové náklady na ha 12 491,00 Kč 11 075,00 Kč

Celkem náklady 502 637,84 Kč 71 987,50 Kč

Výnosy

celkový výnos zrna (t) 108,648 22,75

celkový výnos ( Kč) 803 995,20 Kč 174 037,50 Kč

ceny za zrno bez DPH 7 400,00 Kč 7 650,00 Kč

Zisk 301 357,36 Kč 102 050,00 Kč

zisk na ha 7 489,00 Kč 15 700,00 Kč

Pěstování olejnin na rekultivovaných půdáchZaznamenané výnosové výsledky hořčice bílé

Slatinická výsypka III. etapa. 2. část - ornice DJŠ vnitřní výsypka 10. část

Vršany I. etapa vnitřní výsypka

ROK 2007 2007 2009výměra 36,47 29,31 22,19plodina Hořčice bílá Hořčice bílá Hořčice bílá odrůda POLÁRKA SEVERKA SEVERKA výnos zrna (t/ha ) 1,7 2,2 2,4

Z. Horák F. Havlíček F. Havlíček

Experimentální pěstování energetického šťovíku RUMEX OK – 2 na rekultivovaných půdách

• Zemina hodnocena jako slabě vápnitá až vápnitá s velmi vysokým podílem organické hmoty, plně nasycená bazickými kationty s vyhovujícím vysokým obsahem přijatelného draslíku, hořčíku a vápníku.

Zaznamenané výnosy energetické slámy šťovíku krmného

rekultivační akce Vršany III. etapa vnitřní výsypka

ROK 2005 2006 2007

výměra v ha 9,7 9,7 9,7

plodina šťovík krmný šťovík krmný šťovík

odrůda Rumex ok-2 Rumex ok-2Rumex

ok-2

výnos sušiny (t/ha ) 3,1 7,5 7,9

Fotografie: Pohled do mělkého údolí Slatinické výsypkyExperimentální pěstování krmného šťovíku na lokalitě Slatinická výsypka III. Etapa 2. část.

Experimentální pěstování krmného šťovíku na lokalitě Slatinická výsypka III. Etapa 2. část.

Pedologická situace stanoviště

Popis půdního profilu:Jedná se dle klasifikace půdních typů o antropozem.

• 0-2cm - organický odpad v různém stádiu humifikace

• 2-30cm - zůrodnitelný substrát vytvořený návozem a rozprostřením spraše a sprašových hlín s původem v nadložních vrstvách Lomu Vršany.

• 30 – 150 cm - heterogení směs tořená směsí písčitých jílů se značnou spekeltovitostí. Jedná se o skrývkové zeminy tvořené výhradně nadložními materiály lomu Vršany.

Základní vlastnosti horizontů půdního profilu sonda č. 1 Slatenická výsypka III. Etapahorninový půdní druh dle

NovákaNc org. CaCO3 pH přijatelné živiny sorpční schopnost

typ látky (mg.kg-1 ) Cox KCl P K Mg S T V zemina (%) (%) (%) mmol/100 g (%)

spraš jilovitohlinitá 0,08 1,9 6 7,3 3 221 845 15 15 100písčitý jílovec hlinitopísčitá - 2,5 1,1 6,8 0 130 545 10 10 100

Experimentální pěstování krmného šťovíku na lokalitě Slatinická výsypka III. Etapa 2. část.

Klimatická charakteristika stanoviště

Agrotechnika pěstování a sklizně

Experimentální pěstování krmného šťovíku na lokalitě Slatinická výsypka III. Etapa 2. část.

Setí energetického šťovíku duben Stav porostu v prvním roce zasetí květen

Sklizeň semena šťovíku červenec Lisování energetické slámy červen

Experimentální pěstování krmného šťovíku na lokalitě Slatinická výsypka III. Etapa 2. část.

Výnosový potenciál a vyhodnocení

Zaznamenané výnosy energetické slámy a semena šťovíku krmného

rekultivační akce Slatenická výsypka III. etapa. 2. část

ROK 2007 2008 2009

výměra v ha 6 44,3 44,3

plodina šťovík krmný šťovík krmný šťovík krmný

odrůda Rumex ok-2 Rumex ok-2 Rumex ok-2

výnos sušiny (t/ha) 0 3,5 2,5

výnos semena (kg/ha) 100 0 0

Experimentální pěstování krmného šťovíku na lokalitě Střimická výsypka Agro

Výnosový potenciál a vyhodnocení

Zaznamenané výnosy energetické slámy šťovíku krmného

rekultivační akce Střimická výsypka Agro

ROK 2007 2008 2009

výměra v ha 27,12 27,12 27,12

plodina šťovík krmný šťovík krmný šťovík krmný

odrůda Rumex ok-2 Rumex ok-2 Rumex ok-2

výnos sušiny (t/ha) 1,5 6,8 7,5

Ekonomické zhodnocení pěstování Šťovíku krmného RUMEX OK-2 na rekultivovaných půdách

rekultivační akce Slatenická výsypka III. etapa. 2. část

ROK 2007 2008 2009

výměra v ha 6,00 44,30 44,30

plodina šťovík krmný šťovík krmný šťovík krmný

odrůda Rumex ok-2 Rumex ok-2 Rumex ok-2

výnos sušiny (t/ha ) 0 7,5 7,9

výnos semene (t/ha ) 0,098 0 0

podmítka disky dalbo 638 0 0

Orba střední 2141 0 0

vláčení 354 0 0

setí 630 0 0

válení cambrige 283 0 0

minerální hnojení 428 428 428

organické hnojení 218 0 0

postřik herbicidy 650 0 0

postřik insekticidy 0 650 0

sklizeň 1650 671 671

nahrnování do řádků 0 354 354

Lisování 0 1000 100

stohování 0 400 400

nájem za ha 1000 0 0

osivo 5 kg / ha 800 0 0

minerální hnojení NPK 500q/ha 4000 4850 5520

KCV Štětí / chlévský hnůj 100t/ha 20000 0 0

herbicid Roundup 900 0 0

insekticid Nurelle D   1100 0

Celkové náklady na ha 33692 9453 7473

Celkem náklady 202152 418767,9 331053,9

Výnosy      

celkový výnos zrna/ slámy (t) 0,588 332,25 349,97

celkový výnos ( Kč) 117600 337233,75 0

ceny za energetickou slámu   1015 0

ceny za zrno 200 0 0

Ztráta -84552 -81534,15 -331053,9

Experimentální pěstování krmného šťovíku na lokalitě Slatinická výsypka III. Etapa 2. část.

Výnosový potenciál a vyhodnocení

Stoh balíků energetické slámy září 2009

Kořenový systém šťovíku krmného Slatenická výsypka III. etapa

Experimentální pěstování Miscanthus sinensis na ukončené rekultivaci Lom Most vnější výsypka II. etapa – agro.

Pedologická situace stanoviště

Půdní sonda vnější výsypka Lomu Most porost Miscanthu

Popis půdního profilu:

• 0-4 cm . V tomto diagnostikovatelném horizontu je organický odpad v různém stadiu humufikace se zřetelným travním drnem.

• 4-50 cm. Tento horizont tvoří převládající spraše a sprašové hlíny prorostlé kořeny trav a plevelů

• 50-120 cm. Heterogení směs šedích jílů s značným podílem rumištního materiálu a stavebních zbytků pocházejícíh zřejmě z likvidace starého Mostu.

• 120-150 cm. V toto horizontu bylo v době pedologického hodnocení této sondy dne: 9.7.2009 , zaznamenána přítomnost spodní vody.

Klimatická situace stanoviště

Experimentální pěstování Miscanthus sinensis na ukončené rekultivaci Lom Most vnější výsypka II. etapa – agro.

Agrotechnika pěstování a sklizně:

Stav porostu ozdobnice v druhém roce pěstování(listopad 2008)

Oddenek ozdobnice v prvním roce pěstování (červen 2007)

Experimentální pěstování Miscanthus sinensis na ukončené rekultivaci Lom Most vnější výsypka II. etapa – agro.

Výnosový potenciál a vyhodnocení

V letech 2007-2008 nedosáhli porosty ozdobnice takového stavu, aby bylo možno rentabilním způsobem sklízet slámu či řezanku pro energetické využití.

V roce 2009 dochází k postupnému zlepšování.

Pokusná plocha Miscanthus sinensis červen rok 2009

Ekonomické zhodnocení pěstování ozdobnice čínské (Miscanthus sinensis) na rekultivovaných plochách

Ekonomické zhodnocení pěstování ozdobnice na rekultivovaných půdách

rekultivační akce Lom Most vnější výsypka II. částROK 2007 2008 2009výměra v ha 1,00 1,00 1,00plodina ozdobnice čínská ozdobnice čínská ozdobnice čínskáodrůda - - -podmítka disky dalbo 638 0 0Orba střední 2141 0 0rotávátorování 2255 0 0sadba ruční 17500 17500 0sadba - lesní sazeč 11000 0 0minerální hnojení NPK 428 428 0postřik herbicidy 650 0 0vyžínání proti buřeni 15000 15000 15000nájem za ha 1000 0 0Sadba 10 000 ks rhizomů 15000 0 0minerální hnojení NPK 300q/ha 2100 2600 3300herbicid roundup 2l/ha 900 0 0Celkové náklady na ha 68612 35528 18300

Pěstování obilnin na rekultivovaných půdách

Dosažené výnosy pšenice ozimé na rekultivovaných půdách Mostecka

Poloprovozní pokusy s pěstováním kukuřice (Zea mays subsp. mays ) na výsypce Obránců míru lomu ČSA (cit Křen)

rok výnos zrna v t*ha-1

výnos biomasy v silážní zralosti t*ha-1

2011 8,12 28,92012 6,24 26,42013 5,17 27,7

Tabulka výnosů za období 2011 - 2013

Porost kukuřice před sklizní na zrno říjen 2012

Porost ponechaný na spasení zvěři leden 2011

Půdní fond Mostecka 2013 v ha

Území okresu: plocha 46.709 100%

Zeměd. půda 13.477 28,8

z toho orná 20,9

TTP 6,5

Lesní půda 16021 34,3

Zastavěné p. 820 1,7

Ostatní plochy 15408 33,0

Shrnutí• Šťovík krmný v odrůdě RUMEX OK-2 nedosahoval na stanovištích se

spraší výnosových výsledků uváděných Petříkovou (2011) na ornici: 9 - 10 t.

• Krmný šťovík díky své produkci podzemní fytomasy má příznivý vliv na vývoj zemědělsky rekultivovaných půd.

• Ozdobnice čínská neprokázala svou využitelnost pro pěstování biomasy na ukončených rekultivacích Mostecka ve sledovaném období.

• Slabá ekonomická efektivnost v pěstování populárních energetických plodin je dána klimatickými podmínkami Mostecka zejména nízkou srážkovou depozicí, dále pak nedostatečně rozvinutím trhem s biomasou a současně nedostatečnou podporou jejich pěstování v rámci dotačních titulů České republiky a legislativními omezeními.

• Zatím nejlepších výsledků v poloprovozních pokusech dosahují na rekultivovaných půdách intenzivně pěstované konveční zemědělské plodiny zejména obilniny a kukuřice, které maximálně vyhovuje klimatická charakteristika regionu a dosahuje spolehlivě největších výnosů na úrovni 25 t biomasy na hektar i na antropogenních půdách.

II. část

Možnosti energetického využití biomasy

(velmi optimistický materiál)

BIOMASA

• Biomasa – 80% z celk. potenciálu OZE v ČR

(Dendromasa, Fytomasa, B.živ.původu,BRO)

B.zaměstnává v ČR 8.600 lidí (70% z OZE -2011)

Přínosy: energetický (lokální ekonomika, lokální energ. nezávislost, environmentální přínosy), teplo, el. energie, bioplyn, kapalná biopaliva

Akční plán pro biomasu ČR 2012-2020 (MZe)

Akční plán pro biomasu 2012-2020

Cíle

• Stanovení kvantifikovaného energetického

potenciálu zem.biomasy a lesní dendromasy• Možnosti výroby energie z biomasy do r.2020• Ekonomicko –fin. aspekty produkce dle druhů B• Modelové aplikace pro určení parametrů B

(zem.plocha, druh, množství) pro její

využití v výrobnách tepla a elektřiny

Akční plán Biomasa 2012 -2020 Možnosti realizace

• MZe zpracovalo materiál ve spolupráci s CZ BIOM „Možnosti energetického využití biomasy“

(2013) určené pro praktické využití a to

možnosti pěstování a energetického využití B:

- v zemědělství

- v obcích

- v domácnostech

Zemědělství

• Dle APB (2012-20) patří k zásadním produkčním oblastem bioenergetiky

• Půdní potenciál – hospodářsko–zdrojová základna s možnou produkcí až 75% energetické biomasy (40% z orné půdy), 44%vedlejší produkty, 16% z TTP)

Energetické využití B v obcích

• Většina obcí v ČR disponuje zdroji pro pokrytí vlastní spotřeby

• Využití OZE s tím spojená energetická soběstačnost přináší: snížení znečištění ovzduší, peníze za elektřinu a teplo zůstávají v regionu, zajištěna spolehlivost a bezpečnost dodávek, zaměstnání místních občanů, podpora zemědělců při pěstování energetických plodin

Možnosti energ.využití B v domácnostech

• Prioritní oblast – zdroj tepla v domácnostech • OZE nyní v domácnostech cca 17% jde o:

Palivové dříví, dřevěné pelety a brikety

Vytápění a TUV

- zplyňovací kotle na dřevo, brikety a štěpku,

- kotel pro ústřední vytápění

Závěr

S ohledem na zajištění udržitelného zásobování energiemi je třeba vytvářet předpoklady pro využívání biomasy k

energetickým účelům.

Děkuji za pozornost

jaroslava.vrablikova@ujep.cz