Efektivnost využití energetické biomasy

Jedním z významných obnovitelných zdrojů energie v České republice je záměrně pěstovaná i zbytková a odpadní biomasa ze zemědělské výroby. Pro hodnocení ekonomiky produkce je důležité vědět, nakolik je výhodná také z energetického hlediska, tedy z poměru energie vložené a získané.

Hlavní výhodou energetické biomasy v porovnání s ostatními obnovitelnými zdroji energie je snadná akumulace a regulovatelnost výkonu podle potřeby. Nabízí se otázka, nakolik je biomasa výhodná i z energetického hlediska – tedy z poměru energie vložené a získané. To bylo cílem výzkumu, zaměřeného na produkci pevných tvarovaných biopaliv (pelet, briket), bioplynu a kapalných biopaliv (MEŘO, bioetanol).

U vybraných druhů cíleně pěstované biomasy byly stanoveny výrobní náklady na měrnou jednotku paliva a energetická efektivnost těchto paliv – tedy poměr získané energie (obsažené v palivu) k vložené energii, tj. energii spotřebované při výrobě paliva.  

Ekonomika výroby a energetická efektivnost biopaliv byla spočítána pro devět vybraných druhů biomasy. Pro výrobu pevných tvarovaných biopaliv bylo posouzeno pět druhů energetických plodin, pro produkci bioplynu dva a pro produkci kapalných biopaliv rovněž dvě plodiny.

Nejvyšší energetickou efektivnost vykazují podle očekávání pevná tvarovaná biopaliva. Nejlepšího výsledku bylo dosaženo u ozdobnice čínské díky vysokému výnosu suché hmoty z hektaru a nižším energetickým nárokům plodiny na pěstování a sklizeň. Velmi dobrých výsledků však bylo dosaženo u všech posuzovaných plodin. Horších výsledků bylo dosaženo u ušlechtilejších plynných a kapalných biopaliv. Obě sledované plodiny pro produkci bioplynu – čirok i kukuřice – dosáhly téměř stejných hodnot. Nepatrně lepšího výsledku bylo dosaženo u čiroku, u kterého však vychází horší ekonomika v porovnání s kukuřicí. Velké rozdíly pak vykazuje bionafta (MEŘO) a bioetanol, a to zejména kvůli řádově vyšším energetickým vstupům na výrobu biopaliva. MEŘO tak dosahuje výsledku srovnatelného s energeticky méně efektivními pevnými biopalivy, kdežto bioetanol dosáhl vůbec nejhoršího výsledku.

Ekonomické ukazatele i energetickou efektivnost biopaliv může výrazně ovlivnit kapacita zpracovatelské linky. Vyšší zpracovatelská kapacita producenta biopaliv může být prospěšná pro ekonomiku podniku, ale energetická efektivnost biopaliv se snižuje. Se zvyšující se kapacitou narůstají totiž dopravní vzdálenosti a tedy energie spotřebovaná na dopravu vstupních surovin. V této studii není energie na dopravu vstupních surovin zahrnuta, protože je právě závislá na kapacitě zpracovatele. Např. u bioplynových stanic se odhaduje, že energetická efektivnost BPS s kapacitou 100 kWel je o třetinu vyšší než u BPS o instalovaném elektrickém výkonu 2000 kWel, nicméně nejlepších ekonomických výsledků dosahují BPS s výkonem kolem 1000 kWel. Obdobné výsledky lze očekávat i u kapalných biopaliv, kde je třeba ještě počítat s energií na distribuci paliva ke konečným uživatelům.

Výsledky zahrnují pouze efektivnost energie přímo vložené do technologického systému. Pro podrobnější sledování by bylo vhodné uvažovat i tzv. energii minulou (tj. vloženou do výroby hnojiv, chemických ochranných prostředků, strojů atd.) a energii spotřebovanou na dopravu u větších výrobců.

Je třeba se zabývat i ekonomikou využití obnovitelných zdrojů energie. Ukazuje se, že využití biomasy je energeticky efektivní právě v těch případech, když se využívá  v místě svého vzniku (nejlépe je, když producent i uživatel biomasy je jeden subjekt).

Energetické využívání biomasy by mělo být orientováno především na využití odpadní a zbytkové biomasy, energetický potenciál této biomasy je značný.

Také se ukazuje, že výhodné je využívání těch energetických plodin, které nevyžadují výraznější změny v technickém vybavení zemědělského podniku a umožňují v případě potřeby rychlý návrat pozemku do sféry potravinářské produkce. *

Redakčně kráceno.

Celý článek je uveřejněn v časopise Alternativní energie č. 1/2014.

Autoři: Ing. Zdeněk Abrham, CSc., Ing. Oldřich Mužík, Ph.D., VÚZT Praha

 

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *